專利名稱:一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明為建筑工程地基處理領(lǐng)域中, 一種用于地基加固的高壓旋噴樁施工工藝。
背景技術(shù):
目前傳統(tǒng)使用的用于地基加固的高壓旋噴樁施工方法通常是在確定樁中心位置后, 利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層設(shè)計(jì)標(biāo)高,以高壓設(shè)備使化學(xué)漿液以高壓流的 形式從噴嘴中噴射出來(lái),沖擊旋切土體,同時(shí)鉆桿一邊以一定的速度旋轉(zhuǎn), 一邊以一定 的速度逐漸向上提升,使?jié){液與土粒強(qiáng)制混合,待漿液凝固后,便在土中形成一個(gè)具有 一定強(qiáng)度的固結(jié)體。該方法具有施工方便,工藝簡(jiǎn)單,地基加固見(jiàn)效快,耐久性好,施 工工期短等優(yōu)點(diǎn),而且土體因旋噴施工過(guò)程中的壓縮,也提高了承載能力,與固結(jié)體共 同作用,形成承載能力顯著提高的復(fù)合地基。因此,高壓旋噴樁在建筑領(lǐng)域得到了廣泛 的應(yīng)用。如申請(qǐng)?zhí)枮?00510051547.5的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種往復(fù)式高壓噴射灌漿 地基防滲加固方法和設(shè)備,融鉆孔和高噴為一體,在鉆桿內(nèi)安裝水或漿和氣高壓噴射管 路,配備輸送漿、水和氣及提升設(shè)備,將鉆灌一體的步履式臺(tái)車移動(dòng)至鉆孔位置,進(jìn)行 鉆進(jìn)施工,鉆進(jìn)時(shí)高壓注漿泵輸送高壓介質(zhì),需要時(shí)打開(kāi)空壓機(jī)輸送高壓氣體,高壓介 質(zhì)對(duì)鉆孔周圍原始地層進(jìn)行噴射、切割形成空腔,并制成混合液體,到達(dá)設(shè)計(jì)深度后再 由下而上進(jìn)行高壓噴射灌漿。但是該方法采用高噴樁機(jī)直接下鉆成孔,靠樁機(jī)的自重進(jìn) 行鉆桿下沉,只適用表層為軟弱土層的成樁。而在實(shí)際施工過(guò)程中,滿足這種施工條件 的施工場(chǎng)地較少,多數(shù)場(chǎng)地表層均為塘渣層或雜填土層,給鉆機(jī)下鉆造成困難;如果強(qiáng) 行下鉆,則極易造成設(shè)備的損耗。因此,采用上述方法,施工時(shí)存在設(shè)備損耗高,施工 效率低下,施工工期長(zhǎng),甚至導(dǎo)致無(wú)法施工等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀,提供一種施工簡(jiǎn)單方便、施工 效率高、設(shè)備損耗少、成本低而且適用于各種土質(zhì)的地基加固的高壓旋噴樁施工工藝。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為 一種地基加固的高壓旋噴樁施工工 藝,包括以下步驟(1) 按施工圖紙確定高壓旋噴樁的中心點(diǎn)。
(2) 采用引孔機(jī)械在中心點(diǎn)處進(jìn)行引孔,直到穿透硬質(zhì)地層。
(3) 高噴樁機(jī)就位,將高噴鉆機(jī)調(diào)整平穩(wěn),使其鉆頭對(duì)準(zhǔn)中心點(diǎn),并調(diào)整鉆桿角 度使之與設(shè)計(jì)樁傾斜角度一致。
(4) 開(kāi)開(kāi)啟高噴鉆機(jī),待正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,再緩慢下沉鉆具鉆進(jìn),同時(shí)開(kāi)啟注槳泵向 注漿孔內(nèi)送水,直至到達(dá)設(shè)計(jì)深度。
(5) 將拌制好的化學(xué)漿液傾入過(guò)濾集料斗,將高壓泵由送水改為送漿,開(kāi)啟送漿 泵送漿,在樁底噴射10-40秒鐘(具體要根據(jù)不同的樁徑、土質(zhì)確定旋噴停留時(shí)間), 然后邊旋轉(zhuǎn)邊提升,旋轉(zhuǎn)速度和提升速度都按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行,直至達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂 標(biāo)高為止。
為了取得更好的技術(shù)效果,進(jìn)一步的技術(shù)措施還包括
上述的步驟(2)中的引孔是采用動(dòng)力沖孔,成孔直徑為11厘米至20厘米。
上述的步驟(2)中的引孔是采用鉆機(jī)成孔,其是利用鉆桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行成孔,成孔直 徑為11厘米至60厘米。
上述的步驟(2)中的引孔是采用潛風(fēng)鉆引孔,其采用空氣壓縮機(jī)提供動(dòng)力進(jìn)行潛 孔沖擊旋轉(zhuǎn)成孔,成孔直徑為6.5厘米至16.8厘米。
上述的步驟(5)中的化學(xué)漿液主要是采用水和水泥按照l(shuí): 0.8 1.5的比例配置; 在放料順序中,應(yīng)先在攪拌桶內(nèi)放入清水,再根據(jù)水灰比倒入水泥及外加劑,攪拌時(shí)間 至少為3分鐘。
上述的步驟(5)中的旋轉(zhuǎn)速度是O—115轉(zhuǎn)/分鐘,提升速度是0-l.lm/min 上述的步驟(5)完成后,采用水泥槳液進(jìn)行二次回灌。
上述的二次回灌是利用高噴樁機(jī)進(jìn)行二次高壓旋噴注漿,提升速度減慢,直到樁孔 內(nèi)漿液面不再下沉為止。
上述的二次回灌是利用高壓管輸送一定壓力的化學(xué)漿液直接輸送至樁孔內(nèi)的設(shè)計(jì) 標(biāo)高進(jìn)行低壓注漿,直到樁孔內(nèi)漿液面不再下沉為止。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明在高噴樁機(jī)下鉆之前,采用引孔機(jī)械在中心點(diǎn)處進(jìn)行引孔, 直到穿透砼基礎(chǔ)及塘渣層。由于引孔機(jī)械可以穿透砼棊礎(chǔ)及塘渣層等硬質(zhì)地層,然后在 此基礎(chǔ)上再采用高噴樁機(jī)進(jìn)行施工,因此,可以適用于表層較硬的各種不同土質(zhì),施工 效率高,而且設(shè)備損耗小,成本低。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 實(shí)施案例1
本項(xiàng)目為寧波鋼廠地基加固工程,施工場(chǎng)地為長(zhǎng)方型,長(zhǎng)600余米,寬24米,兩邊 各有兩條輸送帶基礎(chǔ),樁位離基礎(chǔ)最近約20cm??偣て跒?0天;樁型采用高壓旋噴樁, 樁長(zhǎng)為5-14. 5米,樁徑800mra,間距1. 5米,梅花型布置,工程量總共約為7萬(wàn)米(成 樁總長(zhǎng))。地質(zhì)情況,表層為回填塘渣層約2.5—4米較為密實(shí),下層為淤泥質(zhì)粘土層。 設(shè)計(jì)意圖是要將整個(gè)場(chǎng)地膠結(jié)成塊,增大受力面積,提高承載力。
施工難點(diǎn)塘渣層高噴樁成孔困難不易下鉆、工期較緊、兩側(cè)樁位離設(shè)備基礎(chǔ)距離近、 設(shè)備損耗大。 '
為了能解決工程中的復(fù)雜難點(diǎn)問(wèn)題,我方主要采用了兩種工藝,簡(jiǎn)要步驟及注意事 項(xiàng)如下
(1) 定位
確定高壓旋噴樁的中心點(diǎn),在本實(shí)施案例中,現(xiàn)場(chǎng)樁定位根據(jù)業(yè)主提供的基準(zhǔn)點(diǎn)以 及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備基礎(chǔ)的相對(duì)位置進(jìn)行施工測(cè)量放線,并在地坪或設(shè)備基礎(chǔ)上用不同顏色進(jìn)行 標(biāo)示確定樁的中心點(diǎn),再根據(jù)樁中心點(diǎn)進(jìn)行引孔。
(2) 引孔 引孔工藝一
動(dòng)力沖孔主要是利用常用的破碎機(jī)的動(dòng)力頭和長(zhǎng)桿錘頭進(jìn)行沖孔,直至穿透塘渣
層為止,在本工程中其成孔直徑為16厘米,此直徑滿足下鉆鉆桿直徑; 注意事項(xiàng)
1. 在錘頭定位中要保證錘桿的垂直度。
2. 保護(hù)樁孔,為了防止塌孔或大的塊石掉入孔內(nèi)導(dǎo)致已引樁孔破壞,在成孔后立 刻用砂進(jìn)行回灌,并作好孔位記號(hào)。
優(yōu)點(diǎn)
效率高, 一臺(tái)沖孔機(jī)可以配合多臺(tái)高噴機(jī)進(jìn)行施工。
成本低,與其它引孔設(shè)備相比可省2/3。
設(shè)備損耗少,能適應(yīng)不同的塘渣層及雜填土層。
引孔工藝二采用潛風(fēng)鉆進(jìn)行引孔主要是利用空氣壓縮機(jī)提供動(dòng)力進(jìn)行潛孔成 L,本工程該 設(shè)備主要用于兩側(cè)靠設(shè)備基礎(chǔ)距離較近的樁進(jìn)行引?L,直至穿透塘渣層或雜填層為 止,成孔直徑為15cm,此直徑滿足下鉆鉆桿直徑。 注意事項(xiàng)
1. 在錘頭定位中要保證綞桿的垂直度。
2. 保護(hù)樁孔,為了防止塌孔或大的塊石掉入孔內(nèi)導(dǎo)致已引樁孔破壞,在成孔后 立刻用砂進(jìn)行回灌,并作好孔位記號(hào)。
優(yōu)點(diǎn)
效率較高, 一臺(tái)機(jī)械可以配合兩臺(tái)高噴機(jī)進(jìn)行施工。 設(shè)備損耗少,能適應(yīng)不同的塘渣層及雜填土層。 機(jī)械小移動(dòng)及拆裝方便,可適用于不同環(huán)境及場(chǎng)地(包括室內(nèi)施工)。
(3) 高噴樁機(jī)就位,將高噴鉆機(jī)調(diào)整平穩(wěn),使^鉆頭對(duì)準(zhǔn)中心點(diǎn),并調(diào)整鉆桿角
度使之與設(shè)計(jì)樁傾斜角度一致。
(4) 開(kāi)啟高噴鉆機(jī),待正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,再緩慢下沉鉆具鉆進(jìn),同時(shí)開(kāi)啟注漿泵向注 漿孔內(nèi)送水,此做法目的主要是避免下鉆過(guò)程中泥土堵塞注漿口,直至到達(dá)設(shè)計(jì)深度。
(5) 將拌制好的水泥漿液傾入過(guò)濾集料斗,將高壓泵由送水改為送漿,開(kāi)啟送漿 泵送漿,并停留在樁底噴射30秒鐘,然后邊旋轉(zhuǎn)邊提升,旋轉(zhuǎn)速度是20轉(zhuǎn)/分鐘,提 升速度是20厘米/分鐘,直至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高為止。其中,水泥漿液是采用水和普通硅酸 鹽水泥按照h 1.2的比例配置;在放料順序中,應(yīng)先在攪拌桶內(nèi)放入清水,再根據(jù)水 灰比倒入水泥,攪拌時(shí)間為3分鐘。
(6) 噴射灌漿結(jié)束后,由于水泥漿液在受壓力的狀態(tài)下沿土層中的孔隙會(huì)滲透, 導(dǎo)致水泥漿液面下沉,使樁頂?shù)臉?biāo)高不足。為了解決上述情況,步驟(5)完成后,采 用水泥漿液進(jìn)行二次回灌。其中二次回灌是利用高噴樁機(jī)進(jìn)行二次高壓旋噴注漿,提升 速度減慢,直到樁孔內(nèi)漿液面不再下沉為止。
本實(shí)施案例具有效率高,施工成本低,工期短,設(shè)備損耗少,能穿透塘渣層和夾層 等優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施案例2
本工程為浙江軍港船廠船塢擴(kuò)建項(xiàng)目,主要樁型采取高壓旋噴,樁徑1.2m,樁長(zhǎng)為 5-12米。地質(zhì)情況水深8米,水底下砼基礎(chǔ)厚度為2. 5米,回填礫石層為1-2米不 等,最底部為基巖。設(shè)計(jì)意圖是想通過(guò)高噴樁把砼底部的礫石層進(jìn)行膠結(jié),防止施工中在海水強(qiáng)大水壓力下滲透該層,造成施工困難。
施工難點(diǎn)主要引孔困難,要穿透2.5米的砼層及礫石層。
為了能解決工程中的該難點(diǎn)問(wèn)題,我方經(jīng)研究采用了鉆機(jī)引孔工藝,根據(jù)本工程特 點(diǎn)簡(jiǎn)要步驟及注意事項(xiàng)如下 ' (1)定點(diǎn)
確定高壓旋噴樁的中心點(diǎn),由于表層有8米深的水,不能采用常規(guī)的定位;故采用 在平臺(tái)架上根據(jù)施工圖紙拉十字線,用不同顏色的筆作好記號(hào)進(jìn)行定位。 (2)引孔工藝
采用鉆機(jī)進(jìn)行引孔,利用鉆機(jī)動(dòng)力帶動(dòng)鉆桿高速旋轉(zhuǎn),穿過(guò)混凝土層及礫石層成
孔,本工程成孔直徑為128mm,此直徑滿足高噴鉆桿直徑要求。 注意事項(xiàng)
1. 按照定位點(diǎn)鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)引孔,要時(shí)刻注意鉆桿的垂直度。
2. 在穿過(guò)砼層后要沿鉆桿安裝套管,防止在礫石層造成塌孔。
3. 保護(hù)樁孔,為了防止塌孔或大的塊石掉入孔內(nèi)導(dǎo)致已引樁孔破壞,在成孔后立 刻用砂進(jìn)行回灌,并在孔口處插入9米的鋼筋引出水面作好孔位記號(hào)。
4. 高噴樁鉆桿沿鋼筋直接下鉆找孔,確認(rèn)孔位正確后進(jìn)行施工。 優(yōu)點(diǎn)
效率較高, 一臺(tái)機(jī)械可以配合兩臺(tái)高噴機(jī)進(jìn)行施工。 設(shè)備損耗少,能適應(yīng)不同的雜填土層及砼設(shè)備基礎(chǔ)。 機(jī)械小移動(dòng)及拆裝方便,可適用于不同環(huán)境及場(chǎng)地,其中包括室內(nèi)施工。
(3) 高噴樁機(jī)就位,將高噴鉆機(jī)調(diào)整平穩(wěn),使其鉆頭對(duì)準(zhǔn)中心點(diǎn),并調(diào)整鉆桿角
度使之與設(shè)計(jì)樁傾斜角度一致。 .
(4) 開(kāi)啟高噴鉆機(jī),待正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,再緩慢下沉鉆具鉆進(jìn),同時(shí)開(kāi)啟注漿泵向注 漿孔內(nèi)送水,直至到達(dá)設(shè)計(jì)深度。
(5) 將拌制好的水泥漿液傾入過(guò)濾集料斗,將高壓泵由送水改為送漿,開(kāi)啟送漿 泵送漿,并停留在樁底噴射40秒鐘,然后邊旋轉(zhuǎn)邊提升,旋轉(zhuǎn)速度是20轉(zhuǎn)/分鐘,提 升速度是15厘米/分鐘,直至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高為止。其中水泥漿液是采用水和普通硅酸鹽 水泥按照1: 0.8的比例配置;在放料順序中,應(yīng)先在攪拌桶內(nèi)放入清水,再根據(jù)水灰 比倒入水泥及外加劑,攪拌時(shí)間為5分鐘。
本實(shí)施案例適用于混凝土基礎(chǔ)、塘渣、巖層及不同土層的成孔,成孔最深深度可達(dá)到80米,具有施工占地面小,深度深,成孔直徑變幅大,可以滿足不同高壓旋噴樁鉆 桿粗細(xì)工藝需要,能穿透不同土層的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)上述的實(shí)施案例中,在噴射過(guò)程作業(yè)人員應(yīng)及時(shí)的作好施工記錄,值班技術(shù)人 員應(yīng)隨時(shí)檢査各環(huán)節(jié)運(yùn)行情況及各種工藝上的參數(shù),并據(jù)具體情況采取下列措施-
一、 接、卸換管要快,防止塌孔和堵嘴;
二、 噴射因故障中斷,應(yīng)酌情處理 '
1、 因機(jī)械故障或突然停電停水,要及時(shí)的清理機(jī)械內(nèi)的漿液,防止由于停頓時(shí)間 長(zhǎng)導(dǎo)致漿液在機(jī)械內(nèi)凝固;要盡量縮短中斷時(shí)間,及早恢復(fù)灌漿。
2、 如中斷時(shí)間超過(guò)l小時(shí),要采取補(bǔ)救措施。
3、 恢復(fù)噴射時(shí),噴射管要多下0.1m,保證凝結(jié)體的連續(xù)性。
4、 不同地質(zhì)采用不同引孔方法。 本發(fā)明的方法不僅能應(yīng)用于地基的加固,還可以應(yīng)用于其他方面,比如當(dāng)基礎(chǔ)底拖
空嚴(yán)重時(shí),為了能填充密實(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況在四周增加注漿孔或按照施工圖紙上布置。 注漿的主要效果是隨著土體的壓密和漿液的擠入,將在壓漿點(diǎn)周圍形成燈泡形空間,并 因漿液的擠壓作用而產(chǎn)生輻射狀上臺(tái)力,從而引起地層局部隆起達(dá)到拖空處填實(shí)效果, 從而起到糾正地面建筑物不均勻沉降的作用。
雖然本發(fā)明已通過(guò)參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了描述,但是,本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 了解,在權(quán)利要求書的范圍內(nèi),可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。
權(quán)利要求
1、一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝,其特征在于包括以下步驟(1)按施工圖紙確定高壓旋噴樁的中心點(diǎn)。(2)采用引孔機(jī)械在中心點(diǎn)處進(jìn)行引孔,直到穿透硬質(zhì)地層。(3)高噴樁機(jī)就位,將高噴鉆機(jī)調(diào)整平穩(wěn),使其鉆頭對(duì)準(zhǔn)中心點(diǎn),并調(diào)整鉆桿角度使之與設(shè)計(jì)樁傾斜角度一致。.(4)開(kāi)啟高噴鉆機(jī),待正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,再緩慢下沉鉆具鉆進(jìn),同時(shí)開(kāi)啟注漿泵向注漿孔內(nèi)送水,直至到達(dá)設(shè)計(jì)深度;(5)將拌制好的化學(xué)漿液傾入過(guò)濾集料斗,將高壓泵由送水改為送漿,開(kāi)啟送漿泵送漿,并停留在樁底噴射10秒鐘至40秒鐘,然后邊旋轉(zhuǎn)邊提升,旋轉(zhuǎn)速度和提升速度都按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行,直至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高為止。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝,其特征在于所 述的步驟(2)中的引孔是采用動(dòng)力沖孔,成孔直徑為11厘米至20厘米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝,其特征在于所 述的步驟(2)中的引孔是采用鉆機(jī)成孔,其是利用,桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行成孔,成孔直徑為11 厘米至60厘米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝,其特征在于所 述的步驟(2)中的引孔是采用潛風(fēng)鉆引孔,其采用空氣壓縮機(jī)提供動(dòng)力進(jìn)行潛孔沖擊 成孔,成孔直徑為6. 5厘米至16. 8厘米。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一權(quán)利要求所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工 藝,其特征在于所述的步驟(5)中的水泥漿液是采用水和水泥按照1:0.8 1.5的 比例配置;在放料順序中,應(yīng)先在攪拌桶內(nèi)放入清水,再根據(jù)水灰比倒入水泥及外加劑, 攪拌時(shí)間至少為3分鐘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝,其特征在于所述的步驟(5)中的旋轉(zhuǎn)速度是0轉(zhuǎn)/分鐘至115轉(zhuǎn)/分",提升速度是Om/min至1. lm/min。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝,其特征在于所 述的步驟(5)完成后,采用所述的水泥漿液進(jìn)行二次回灌。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝,其特征在于所述的二次回灌是利用高噴樁機(jī)進(jìn)行二次高壓旋噴注漿,提升速度減慢,直到樁孔內(nèi)漿液 面不再下沉為止。
9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝,其特征在于所 述的二次回灌是利用高壓管輸送一定壓力化學(xué)漿液直接輸送至樁孔內(nèi)的設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行 低壓注漿,直到樁孔內(nèi)漿液面不再下沉為止。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種地基加固的高壓旋噴樁施工工藝。其包括以下步驟1.確定高壓旋噴樁的中心點(diǎn);2.采用引孔機(jī)械在中心點(diǎn)處進(jìn)行引孔,直到穿透砼基礎(chǔ)及塘渣層;3.高噴樁機(jī)就位,將高噴鉆機(jī)調(diào)整平穩(wěn),使其鉆頭對(duì)準(zhǔn)中心點(diǎn),并調(diào)整鉆桿角度使之與設(shè)計(jì)樁傾斜角度一致;4.開(kāi)啟高噴鉆機(jī)的高壓注漿泵,待正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,再緩慢下沉鉆具鉆進(jìn)成孔的同時(shí)向注漿孔內(nèi)送水,直至到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高;5.將拌制好的化學(xué)漿液傾入過(guò)濾集料斗,將高壓泵由送水改為送漿,開(kāi)啟送漿泵送漿,并停留在樁底噴射20-40秒,然后邊旋轉(zhuǎn)邊提升,至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高為止。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有適用于表層較硬的各種不同土質(zhì),且施工效率高、成本低、設(shè)備損耗小,可以適合不同施工環(huán)境的優(yōu)越性。
文檔編號(hào)E02D5/34GK101429766SQ20081016263
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者吳哲慧 申請(qǐng)人:吳哲慧